在C语言中监控进程是否终止

Question

介绍

我正在用C语言编写一个监控程序，该程序执行fork()和exec()循环。但我需要检查子进程是否已经终止，而不会阻塞主进程，即监控程序。类似于下面的代码：

主进程

pid_t child_pid = fork();
if (child_pid == 0)
    exec(bar);

while (1) {
    if (the child process has finished)
        foo();
    else
        bar();
}

我尝试过的方法

考虑到我有子进程pid，我尝试了以下方法：

• 使用信号0发送kill调用并检查errno：

  if (kill(child_pid, 0) == -1 || errno == ESRCH)，但我认为这不是跟踪子进程状态的好方法，因为它不安全，容易出现竞态条件。此外，它似乎也没有起作用。

• 使用stat(2)检查proc/child_pid是否存在。在这种情况下，所有上述负面参数都是正确的，而且这种方法更慢。

• waitpid(2)。不幸的是，它会阻塞主进程。

问题

是否还有其他方法可以获取这种信息？或者，我可能从我已经尝试的解决方案中漏掉了什么？

- 0x450

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使用任何信号kill一个名为child_pid的进程是完全安全的，只要你还没有回收（=等待）这个子进程，但使用0信号来判断一个进程是否已死亡并不是一个好方法。反复杀死僵尸进程是完全可以接受的，直到你wait时才会出现任何ESRCH错误，此时竞争条件就出现了。 - Petr Skocik

Answer 1

如果你向 waitpid 传递 WNOHANG，它就不应该被阻塞。

if(waitpid(child_pid, &status, WNOHANG) != 0) {
    // child process has finished
    foo();
} else {
    // child process still running
    bar();
}

- Eric Renouf

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status 变量是什么，它被初始化为什么？ - Babaktrad

@Babaktrad status 是一个整数，你不需要初始化它。它将由 waitpid 函数设置，并且您可以使用其他宏稍后从中获取信息。 - Eric Renouf

Answer 2

当一个进程终止时，你可以设置父进程来接收并处理 SIGCHLD 信号，请参阅 signal(7)；信号处理程序只能调用异步信号安全函数，或者设置在处理程序外面测试的 volatile sigatomic_t flag（例如，在主事件循环中使用 poll(2) ...），或者对一些文件描述符（例如管道或某些 eventfd(2)）进行 write(2)。如 Bruce Ediger所答复的，也可以使用Linux特有的signalfd。

然后，您可以使用一些等待函数，例如 waitpid(2)（如果不想阻塞，可以使用 WNOHANG 参数）或 wait4(2) 来等待进程并获取其状态，等等。

还可以阅读 《高级Linux编程》 获取更多信息。它有几章关于这些问题。

- Basile Starynkevitch

Answer 3

如果您希望您的进程不被阻塞，或者您有其他需要检查的文件描述符，如果您编写的程序是针对Linux系统的话，那么您应该考虑使用signalfd()系统调用。

这个系统调用会返回一个特殊的文件描述符，您可以在select()、poll()和epoll()系统调用中使用。如果正确设置，子进程退出将导致内核使特殊文件描述符可读。从特殊文件描述符读取将给您提供一个填好信息的结构体，其中包含了关于子进程退出状态的信息。

- user208139

Answer 4

Basile Starynkevitch的回答涵盖了大多数常见情况。

如果您遇到更不寻常的情况，有时使用管道可能会很有用。在创建子进程之前，使用pipe系统调用创建一个管道。在创建子进程后，在父进程中关闭管道的写端。从管道中读取会阻塞，直到子进程终止。

这与waitpid的区别如下：

• 从管道中读取将等待子进程及其所有子进程终止（除非其中一些在此之前关闭文件描述符）。
• 可以有多个进程从同一文件描述符读取，导致它们全部等待同一进程（或进程）终止。
• 您不仅限于等待子进程终止。使用此方法，您还可以等待父进程或兄弟进程终止。
• 通过使用close on exec，您可以等待进程终止或成功执行execve系统调用。
• 您可以在管道上使用select或poll系统调用以及其他文件描述符。

- kasperd